開展科學(xué)教育不能“等”

4月15日，第61屆中國(guó)高等教育博覽會(huì)在福州開幕。在同期舉辦的50余場(chǎng)學(xué)術(shù)活動(dòng)中，“科學(xué)教育高質(zhì)量發(fā)展學(xué)術(shù)活動(dòng)”格外特殊。這不僅是自1992年高博會(huì)開辦以來首場(chǎng)科學(xué)教育論壇，更有多位院士、高校教授熱議中小學(xué)科學(xué)教育。為何？

近年來，國(guó)家對(duì)科學(xué)教育給予前所未有的重視，校內(nèi)校外關(guān)于開展科學(xué)教育的探索力度空前。要避免科學(xué)教育走進(jìn)誤區(qū)，科學(xué)教育到底“教什么、怎么教、誰來教、如何辦”？急需解惑。

科學(xué)教育教什么？

“不是科學(xué)知識(shí)的排列組合”

科學(xué)教育，是“科學(xué)+教育”嗎？

“數(shù)理化知識(shí)各拿一點(diǎn)，小學(xué)、初中、高中知識(shí)各拿一點(diǎn)……排列組合就變成科學(xué)教育，這是開展科學(xué)教育的誤區(qū)?！痹?/span>中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)青少年科技教育工作者協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)武向平看來，科學(xué)教育不是科學(xué)知識(shí)的簡(jiǎn)單傳授，也不局限于教育手段和教學(xué)方法的科學(xué)化，更不是指科學(xué)技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)，而是科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成教育，注重科學(xué)思維方式的習(xí)得，“讓學(xué)生可以像科學(xué)家一樣思考問題”。

武向平舉例，從“一尺之錘，日取其半，萬世不竭”的哲學(xué)視角看，物質(zhì)無限可分，從數(shù)學(xué)角度看，數(shù)也可以不斷除以2，而從物理角度看，物質(zhì)到量子就無法繼續(xù)細(xì)分，這是人類現(xiàn)有認(rèn)知的極限。“孩子普遍不相信物質(zhì)不是無限可分的，但他會(huì)記住這個(gè)問題，從而啟發(fā)思考為什么分不下去，怎么分下去?！?/span>

這也是專家們的共識(shí)。“科學(xué)教育重在拓展想象和思維?！?/span>浙江師范大學(xué)資深教授、中國(guó)教育科學(xué)研究院原副院長(zhǎng)馬陸亭說，“科學(xué)教育要展現(xiàn)科學(xué)的神奇、美和力量，激發(fā)學(xué)生好奇心、想象力、探求欲、思維力，培養(yǎng)學(xué)生探索性、創(chuàng)新性的思維品質(zhì)，激發(fā)學(xué)生崇尚科學(xué)、探索未知的興趣，認(rèn)識(shí)科學(xué)的意義和價(jià)值，從而堅(jiān)持科學(xué)規(guī)律，弘揚(yáng)科學(xué)精神。”

因此，馬陸亭認(rèn)為，“記、背、練、考”的教學(xué)模式要向“看、做、思、究”轉(zhuǎn)變。他建議，科學(xué)教育應(yīng)當(dāng)嵌入分科教學(xué)中，通過啟發(fā)式、探究式教學(xué)，項(xiàng)目式、跨學(xué)科學(xué)習(xí)等方式，鍛煉學(xué)生深度思維能力；通過科普講座、科學(xué)實(shí)驗(yàn)等形式，激發(fā)學(xué)生科學(xué)興趣，通過場(chǎng)景式、體驗(yàn)式科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，解決科學(xué)問題。

拔尖創(chuàng)新人才如何培養(yǎng)？

“從娃娃抓起，按規(guī)律培養(yǎng)”

“很多人認(rèn)為創(chuàng)新人才培養(yǎng)在高校才開始，實(shí)際上中小學(xué)時(shí)期對(duì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)更重要?！?/span>陜西師范大學(xué)二級(jí)教授、科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)修訂組組長(zhǎng)胡衛(wèi)平長(zhǎng)期從事創(chuàng)造力研究，拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)絕非一蹴而就。

怎么培養(yǎng)？

“不是讓幼兒園孩子去編程。要根據(jù)孩子不同發(fā)展階段因材施教?！焙l(wèi)平提供了一個(gè)思路：以綜合性、實(shí)踐性、思維性、進(jìn)階式的創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系。在小學(xué)的早期探索階段培養(yǎng)好奇心和興趣，在初中興趣顯露階段要參加科學(xué)探究活動(dòng)和綜合性科技創(chuàng)新活動(dòng)，在初高中的才干浮現(xiàn)階段培養(yǎng)理論興趣，要建立科研機(jī)構(gòu)、高等學(xué)校與高中聯(lián)合培養(yǎng)機(jī)制，在大學(xué)的專業(yè)創(chuàng)新階段，要支持他們圍繞國(guó)家重大需求或國(guó)際前沿開展研究。

胡衛(wèi)平進(jìn)一步表示，需要建立高質(zhì)量課程教學(xué)體系，保障基礎(chǔ)教育科學(xué)課程理念、教學(xué)思想一致性，課程目標(biāo)與內(nèi)容循序漸進(jìn)，還需要建立高質(zhì)量課程資源體系，提升教材質(zhì)量，開發(fā)更多數(shù)字化資源。

具體到學(xué)校課堂，華東師范大學(xué)教育學(xué)部教授、科學(xué)教育研究與教學(xué)中心執(zhí)行主任裴新寧認(rèn)為，盡管科學(xué)探究可以依據(jù)師生實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)“降維”，但依然要抓住“思、做、說”三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，做到“高保真”?！坝门行浴⒆C偽等科學(xué)的方法來思考問題，用開放式探究、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、建模等科學(xué)的方式來做實(shí)踐，用科學(xué)符號(hào)、科學(xué)概念來解釋和表達(dá)。如今，新技術(shù)也將為此提供更多支撐?！?/span>裴新寧說。

科學(xué)教師從哪來？

“從實(shí)踐中來到實(shí)踐中去”

科學(xué)教育首先需要科學(xué)教師。然而，目前國(guó)內(nèi)招收科學(xué)教育專業(yè)的大學(xué)共53所，其中僅有2所“雙一流”高校。在前兩輪一流學(xué)科評(píng)審中，全國(guó)有8000多個(gè)一流專業(yè)，科學(xué)教育不超過5個(gè)。

科學(xué)教師數(shù)量不足、素質(zhì)不高，成為制約科學(xué)教育高質(zhì)量發(fā)展的瓶頸。

如何培養(yǎng)卓越的創(chuàng)新型科學(xué)教師？浙江師范大學(xué)教育學(xué)院院長(zhǎng)、科學(xué)教育研究中心主任黃曉介紹，在機(jī)制上，浙師大成立教師教育學(xué)院，在科學(xué)教育碩士培養(yǎng)中發(fā)揮“統(tǒng)領(lǐng)”作用，在全校層面組織物理、化學(xué)、生物等相關(guān)學(xué)院共同支持培養(yǎng)，從而解決了科學(xué)教師培養(yǎng)分散、知識(shí)能力不綜合等問題。在課程體系上，一方面設(shè)置科學(xué)史、科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究等課程，讓學(xué)生掌握科學(xué)研究的方法，理解科學(xué)精神，另一方面聚焦實(shí)踐能力，讓學(xué)生以科學(xué)實(shí)證方法研究中小學(xué)科學(xué)教學(xué)難點(diǎn)。

“只有老師先具有科學(xué)素養(yǎng)，才能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。要讓師范生們從實(shí)踐中來到實(shí)踐中去?！?/span>黃曉告訴記者，科學(xué)教育專業(yè)碩士畢業(yè)論文的選題都來自于他們?cè)谥行W(xué)實(shí)習(xí)中的現(xiàn)實(shí)問題、前沿問題，通過立足真實(shí)教學(xué)的科學(xué)實(shí)證研究，進(jìn)而解決問題。“他們未來到中小學(xué)任職時(shí)，就能夠從科學(xué)的方法論角度發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，成為卓越的研究型教師，不斷反哺教學(xué)。”

裴新寧認(rèn)為，還需要培養(yǎng)一大批致力于基礎(chǔ)研究的科研隊(duì)伍，積累我國(guó)科學(xué)教育的理論與實(shí)證研究，一大批致力于把基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)化為教學(xué)應(yīng)用的學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)、課程開發(fā)團(tuán)隊(duì)、教師，推動(dòng)科學(xué)課程與教學(xué)的發(fā)展。

高質(zhì)量科學(xué)教育怎么辦？

“構(gòu)建全社會(huì)參與的科學(xué)教育體系”

“開展科學(xué)教育不能等政策、等經(jīng)費(fèi)、等師資。”武向平經(jīng)常到邊遠(yuǎn)地區(qū)、農(nóng)村學(xué)校學(xué)生身邊做科普。他發(fā)現(xiàn)，孩子們對(duì)科學(xué)的好奇心別無二致。要更好開展科學(xué)教育，就需要建立全社會(huì)參與和覆蓋的科學(xué)教育體系。

隨著科學(xué)教育春天的到來，這樣的生態(tài)正在形成。

去年，中國(guó)科協(xié)和教育部啟動(dòng)“科學(xué)家（精神）進(jìn)校園”活動(dòng)，越來越多科學(xué)家、科技工作者走進(jìn)中小學(xué)校園。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)二級(jí)教授李祖超說：“科學(xué)教育要從娃娃抓起，娃娃的科學(xué)教育要從認(rèn)識(shí)科學(xué)家、崇拜科學(xué)家抓起，中小學(xué)科學(xué)教育要從弘揚(yáng)科學(xué)家精神抓起?！彼硎?，要挖掘科學(xué)家身上的優(yōu)秀品質(zhì)，讓科學(xué)家們成為五育并舉的生動(dòng)素材，成為學(xué)生們追的星。

浙江省青少年科技教育協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)、秘書長(zhǎng)楊英明顯感受到，近年來科技活動(dòng)、科學(xué)競(jìng)賽增多，為青少年感受科技魅力、展示科學(xué)素養(yǎng)提供了平臺(tái)，同時(shí)，更要保障科學(xué)教育的風(fēng)清氣正。“科學(xué)教育競(jìng)賽活動(dòng)必須嚴(yán)格按照國(guó)家管理要求，堅(jiān)持立德樹人正確導(dǎo)向，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，競(jìng)賽內(nèi)容要凸顯科技特色，繼續(xù)強(qiáng)化底線要求，做到零收費(fèi)、無器材掛鉤。”楊英說。（中國(guó)教育報(bào)-中國(guó)教育新聞網(wǎng)記者 林煥新）